(57)【要約】【課題】ヒマワリの種殻ないし種外皮に基づいてバイオプラスチック顆粒物を生産する方法を提供する。【解決手段】挽いたヒマワリの種殻／種外皮材料を提供することを含む。ここで粒子サイズは３ｍｍ以下の範囲である。ヒマワリの種殻／種外皮材料とプラスチック材料とを混合することを含む。混合操作は、好ましくは押し出し機（３）の中で、そして、混合された材料を冷却するために、押し出し機の最後においてツールを用いて水を添加しつつ混合された材料がペレット化され、ここで水は好ましくは５０℃を上回る温度、好ましくは約８０〜９０℃である。混合操作の間に、混合されている材料が大気雰囲気での脱気（４）及び／又は減圧雰囲気での脱気（５）に供される。【選択図】図１
2019529635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒマワリの種殻ないし種外皮に基づいてバイオプラスチック顆粒物を生産する方法であって、
挽いたヒマワリの種殻／種外皮材料を提供することを含み、ここで粒子サイズは３ｍｍ以下の範囲内、好ましくは０．０１〜１ｍｍの範囲内、好ましくは０．１〜０．３ｍｍの範囲内であり、
プラスチック材料を提供することを含み、
ヒマワリの種殻／種外皮材料とプラスチック材料とを混合することを含み、ここで混合操作は、好ましくは押し出し機（３）の中で、好ましくはダブルスクリュ押し出し機の中で行われ、そして、混合された材料を冷却するために、押し出し機の最後において水の添加を含むツールを用いて混合された材料がペレット化され、ここで水は好ましくは５０℃を上回る温度、好ましくは約８０〜９０℃であり、
ここで、混合操作の間に、混合中の材料が大気雰囲気での脱気（４）及び／又は減圧雰囲気での脱気（５）に供され、
混合された材料が冷却乾燥器、好ましくは螺旋状リフトコンベヤ（９）に供され、ここで前記雰囲気内での混合顆粒物の滞留時間が所定の期間に設定され、そして混合顆粒物が１００℃を上回る温度で、好ましくは約１３０℃で螺旋状リフトコンベヤに供され、かつプラスチック顆粒物が１００℃未満の温度、好ましくは約５０〜７０℃で螺旋状リフトコンベヤから離れ、そして
混合操作の前に、好ましくはミル内での粉砕の間に、殻材料（１）が第１の量を乾燥によって減量され、ここで第２の乾燥操作が混合操作の間に、特に押し出し機の中での大気雰囲気及び／又は減圧雰囲気での脱気の間に実行され、そして、
生産されるバイオプラスチック顆粒物が、１％を顕著に下回る残留含水量、好ましくは０．１％未満、好ましくは約０．０５％の残留含水量を有するように、第３の乾燥操作が螺旋状リフトコンベヤ（９）、つまり冷却乾燥器の中で行われる、
方法。
【請求項２】
螺旋状リフトコンベヤ内での前記顆粒物の滞留時間が好ましくは約４〜８分間、特に好ましくは５〜７分間である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
押し出し機（３）から離れた後、かつ、水式ペレット化操作（Wasserabschlags）の後の混合された材料が乾燥器（６）、例えば遠心分離ドライヤ（７）に供され、そして、水式ペレット化操作（Wasserabschlag）に起因して顆粒物に付着した水が除去され、ここで、混合物が約１２０〜１３０℃の温度の範囲内であり、乾燥器（７）の最後において約０．２％（±０．１％）の相対的含水量をなお有する混合物、つまりバイオプラスチック顆粒物が存在する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
混合されている顆粒物の螺旋状リフトコンベヤへの搬送の前に、材料が分級スクリーン（８）へ搬送される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
押し出し機（３）が複数のゾーンに区分されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
提供される既知の（konventionelle）プラスチック顆粒物が、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ又は他の公知のプラスチック材料であり、混合プロセスに供されるものが、好ましくは、顆粒状、凝集状又は同様の形状である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒマワリの種殻／種外皮材料と、プラスチック材料とに基づいてバイオプラスチック顆粒物を生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術はＷＯ２０１４／１８４２７３及び該文献の中で言及された全ての技術分野、特にＷＯ２０１３／０７２１４６に対して向けられる。背景技術は、文献ＤＥ１０  ２０１２  １０４  ３７５、ＥＰ２  ５６５  ００４及びＤＥ６９９  １０  ６１２に対して更に向けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１４／１８４２７３号
【特許文献２】ＷＯ２０１３／０７２１４６号
【特許文献３】ＤＥ１０  ２０１２  １０４  ３７５号
【特許文献４】ＥＰ２  ５６５  ００４号
【特許文献５】ＤＥ６９９  １０  ６１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術から知られる技術を用いた更なる処理、特に射出成形、押し出し成形などに関連するバイオ材料顆粒物（Biowerkstoffgranulats）の使用は、最高レベルの満足度に到達することが不可能であることが分かっている。背景技術から知られる顆粒物を使用する場合に、射出成形ツールは高い度合いのツール自体の酸化（錆びつき）に曝され、そのため射出成形ツール内で生産されるプラスチック製品は部分的に欠損し得るか、又は条件によって寸法精度における非常に高いレベルの変化を有し得る。
その観点において本発明は、非常に低いレベルの残留水分を有しつつ生産されるバイオプラスチック顆粒物を利用可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、請求項１に記載の方法によって解決される。有利な発展形態は従属請求項に記載され、並びに本出願の全体的な開示の中に記載される。
【発明の効果】
【０００６】
ここで残留水分は１％（重量パーセント）を顕著に下回り、好ましくは０．５％未満ですらあり、そして特に好ましくは０．１％未満である。例えば、０．０２〜０．０６％の値、例えば０．０５％が、最適であることが分かっている。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
使用されるヒマワリの種殻材料が出発段階（収集段階：ausgangsseitiger）で８〜１０％の範囲内の含水量（ヒマワリの種類、収穫条件、貯留条件などに依存する）を有することを考慮すると、使用されるヒマワリ殻材料を非常に低い残留含水量まで予め乾燥させることは明らかに想到可能であろうが、ドライヤを用いたこの目的のための労力及び乾燥操作のためのエネルギーは非常に高く、従って経済的ではない。
【０００８】
従って、本発明では、殻材料（以下「殻材料」の語は種殻材料ないし種外皮材料を代表とするものとする）の処理又は混合の間の実質的に３ステップの中で顆粒状の材料の残留含水量を所望のターゲット値に設定することを提案する。ここで第１の顕著な乾燥操作は、ヒマワリ殻材料の粉砕の際に予め行われる。次に、第２の乾燥操作が混合ステップの間に行われる。そして、次に、非常に高温のままのヒマワリ殻材料／プラスチック混合物を所定の時間の間、材料の乾燥を促進する自然な空気雰囲気又は人工的な雰囲気に曝露することによって、第３の乾燥フェーズが混合ステップの後に行われる。
【０００９】
ヒマワリ殻の繊維の所望の粒子サイズへの粉砕操作、つまり破砕操作の間に、ヒマワリ殻材料は高い度合いの摩擦に曝され、結果として殻材料も相応して、特に、粉砕プロセスにおいて熱エネルギーが外部から追加的に供給される場合にも、例えば３０〜１００℃の範囲内の温度（ただし１００℃を上回る温度も適用可能である）まで加熱される。
【００１０】
この仕方において、特に粉砕操作によって加湿される空気が連続的に吸い出され、その結果ヒマワリ殻材料内の水分に対する顕著な寄与が排除されるので、第１の顕著な乾燥ステップが予め行われる。つまり、乾燥操作においては、乾燥は外部からの熱エネルギーの供給無しに行われる。この態様は明らかに実現可能である。そして本発明によれば状況に応じて行われるが、そのような外部からの熱エネルギーの供給は粉砕操作に関する追加のコストも必要とする。
【００１１】
ヒマワリ殻材料の粉砕乾燥ステップの間に、１０％の水分の推定出発値を６〜４％予め低減させることが確かに可能であり、これは粉砕乾燥操作の後の殻材料内の残留含水量が４〜６％の範囲内、例えば５％であることを意味する。
【００１２】
ヒマワリ殻材料の所望のプラスチック材料との混合の間に、含水量は更に減少する（混合操作は好ましくは混合押し出し機、例えばダブルスクリュ押し出し機の中で行われ、ヒマワリ殻材料が所望の割合、例えば５０：５０、４０：６０、３５：６５、６５：３５など（何が望まれているかに依存する）でプラスチック材料と一緒にされ、均質化又は混ぜ合わされる）。混合は、＞１００℃の温度で行わなければならない。
【００１３】
混合操作の一部は材料の顆粒化であり、混合された材料を混合操作の最後に、熱式ペレット化操作（Heissabschlag）を行うことよってボールの形状又はレンズ型に成形すること、又は冷式ペレット化（Kaltabschlags）の場合には混合された材料をシリンダーの形状に成形することを意味する。
【００１４】
熱式ペレット化において、押し出し物（ヒマワリ種かす（Sonnenblumenschalenmehl）及びプラスチックの顆粒物を含む）は、上側に水が流れる（水がオーバーフローする：ueberstroemtes）ブレードを回転させることによって、ノズルの直接的下流において「細切れ（abgehackt）」（ペレット化：abgeschlagen）にされる。その場合に、回転ブレードは水面下にある。その状況において、水は、個々の顆粒物のボディ、すなわちボール、レンズ又はシリンダーなどが引っ付き合うことを防止し、そのようにしながら材料を所望の温度まで冷却する。ほとんどの場合において水が冷却のために使用されるが、しかしながらその代わりに空気又は他のガス又は他の液体を使用することも可能である（正しい冷却材の選択は、特に材料にも依存するし又は各々の利用可能性にも依存するが、冷却材と押し出し物の材料の相性にも依存する）。
【００１５】
本発明によれば、ペレット化操作における水（すなわち冷却材）は、５０℃を上回る温度であることが好ましく、約８０〜９０℃（±５℃）の温度が特に適する。
【００１６】
押し出し機の中で混合中の混合物は約１８０〜２２０℃の温度であり、そのため実質的に液状（quasi fluessig）であり、相対的に高い水温であるにもかかわらず第１の冷却操作が水面下でのペレット化の間に予め行われる。その際に、顆粒状の材料（混合物）自体が１００℃未満の温度まで冷却されておらず、水温よりも顕著に高い温度、例えば約１３０〜１５０℃に保たれる。
【００１７】
その結果、殻材料に存在したままであり、そのため混合物材料の中に存在する更なる残留水分が、混合操作の後に、バイオプラスチックから逃げることができる。
【００１８】
いくつかの条件の下では、混合されたバイオプラスチック顆粒物の気孔（Poren）が未だ完全に閉じられていないので、又は個々の繊維が顆粒物から外側へ突出しているので、キャピラリー作用のおかげで残留水分が繊維から逃れることができる。顆粒物のボディの表面下に存在したままの残留水分は材料を通過することができ、顆粒物のボディからの残留水分の除去を促進するので、それは起こり得る。
【００１９】
乾燥操作をサポートするために、押し出し機の中での水式ペレット化（Wasserabschlag）の前に脱気操作が行われ、脱気は単一のステップ又は２以上のステップの何れかにおいても行われ得る。
【００２０】
実験によれば、混合された顆粒状の材料が押し出し機の排出口において（水式ペレット化の際に）約０．１〜０．５％、好ましくは約０．０８〜０．２％の残留含水量を有するように、最初に実行される大気雰囲気での脱気において、そして次の第２のステップにおける再度の減圧雰囲気での脱気においても、殻材料の中の残留含水量が著しく減少することも示された。
【００２１】
水式ペレット化操作の後では、顆粒物のボディは外側が水で湿っている。顆粒物のボディを相対的に高い速度での遠心分離に供することによって、及び顆粒物のボディに付着した水がスクリーン（網）を通って外側へ通過して流れ去る間、顆粒物のボディをその上流でスクリーンを用いて保持することによって、表面の水の除去がドライヤにおいて、好ましくは遠心分離ドライヤにおいて行われる。
【００２２】
いくつかの条件の下では、必要であれば、水からその中に見出されるバイオプラスチック顆粒物の組成要素を取り出すために、除去された水を清浄化（gereinigt）する。本発明のバイオプラスチック顆粒物の生産のための全体的な水の消費量も最小化できるように、その仕方で処理される水は、押し出し機の中で水式ペレット化のために再使用することができる。
【００２３】
最終的には混合した材料は、ドライヤすなわち例えば遠心分離ドライヤを離れた後に、更なる乾燥器、より具体的には好ましくは螺旋状リフトコンベヤを経由し、混合した顆粒物のその雰囲気内での滞留時間は、次の段階で混合した顆粒物をパッケージできるようにする前の所望の時間に設定される。
【００２４】
その際、システムは好ましくは、混合した顆粒物が、１００℃を上回る温度、好ましくは約１３０℃の螺旋状リフトコンベヤ（Wendelhubfoerderstrecke）のセクションを経由し、そしてそれを離れる際に材料の温度が約５０〜７０℃のままであるように調節される。ここで螺旋状リフトコンベヤにおける最後の冷却ステップは、螺旋状リフトコンベヤの底へ特定の及びターゲットされた様式で導入される冷却材、例えば水によって行うことができる。
【００２５】
螺旋状リフトコンベヤのセクションの最後に、残留含水量を、最終的には約０．０５％（以下）の所望のターゲット値に到達させることができる。
【００２６】
本発明の方法では、経済的に合理的な条件の下で、特にエネルギーリソースを入念に節約しつつ、最終的にパッケージされた混合顆粒物における０．０５％の残留含水量を又はそれ未満ですら達成することが可能である。
【００２７】
それは、射出成形機、押し出し機又は回転式鋳造プレス技術における加工処理、熱成形処理、深絞り処理などにおいて、この材料を処理ツール（例えば射出成形モールド）に対して容易に適用でき、そして、特に加工処理ツール、例えば射出成形モールドなどにおいて所望しない酸化が生じず、また最終的には混合顆粒物から生産される直接的な製品の品質も顕著により均一になり従ってより良い品質になる、という利点を有する。
【００２８】
脱気操作において、特に大気雰囲気及び／又は減圧雰囲気での脱気の際に、いくつかの条件の下では殻材料に付着したままである残留油組成を、混合顆粒物から部分的に遊離できることもわかった。
【００２９】
更に、減圧（ないし真空）雰囲気での脱気操作は、ヒマワリ殻材料の中に特に残留する他の揮発性の成分（例えばＶＯＣ−揮発性有機成分）を遊離させて除去することもでき、結果としてバイオプラスチック顆粒物の品質が更に改善される。
【００３０】
本発明は、特に、混合プロセスにおいて約８０〜９０℃の温水を用いてペレット化することにって、従来技術のようにヒマワリ殻／プラスチック顆粒物を１００℃を顕著に下回る温度まで冷却せずに、意図的に１００℃を上回る温度レベル、好ましくは約１３０℃に保つことを実現することに基づく。
【００３１】
それは、ご存じのとおり、水温は沸点を上回り非常に急速に蒸発するが、その一方でそのような温度ではプラスチック材料は未だ完全に固化されていないため、水分を殻材料から更に逃がすことができるので、所望の度合いの水分除去を達成できるように、挽いた殻材料、つまりバイオプラスチック顆粒物のボディに存在する残留水分を顆粒物のボディから更に逃すことができるという利点を有する。
【００３２】
混合した顆粒状の材料内の残留含水量を０．０５％よりも更に減少させたい場合には、螺旋状リフトコンベヤ内への顆粒物の侵入温度をより高レベルに設定すること、及び／又は、螺旋状リフトコンベヤ内での滞留時間を延長すること、及び／又は、上述のものよりも長い時間材料が１００℃を上回る温度で保持されるように螺旋状リフトコンベヤのコンベヤセクションに更なる熱を供給することのいずれかによって実現可能である。押し出し機の中でより効率が良い乾燥操作を実行することで、例えば、押し出し機のセクションの長さを延長することによっても実現可能であろう。
【００３３】
混合したプラスチックの顆粒物が５０℃以下の温度であると直ぐに、残留水分は材料からほとんど離れることができない。
【００３４】
最終的には、本発明の方法は、実質的に３ステップで所望の残留含水量まで乾燥させることを提供する。混合フェーズの間の乾燥ステップは、更なる乾燥効果のみならず、上述のように殻材料に付着するか又はその中に取り込まれている油成分（又は揮発性成分）を除去することに適する。
【００３５】
本発明は、図面に示される例の仕方による実施形態として以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明のバイオプラスチック顆粒物を生産するための手順又は構造の第１部分に関する第１の概観を示す。
【図２】図２は、生産されるバイオプラスチック顆粒物のパッケージングまでの第２部分を示す。
【００３７】
図１から、先ずヒマワリペレット１がシステムに供給されることが分かるだろう。その点において、ヒマワリペレットは殻剥ぎヒマワリ種子の殻であり、それらの殻はペレットを形成するように押し潰され／圧縮される。
【００３８】
その際にヒマワリの殻に含まれる水分率は約１０％のままであるが、上述のように種類、収穫条件、成熟度合い、貯留条件などによって、より具体的には±２〜３％、変動し得る。次に、ヒマワリペレットはミル２に供給され、そこでヒマワリの殻材料は所望の粒子サイズまで粉砕される。
【００３９】
粉砕操作の間に殻材料は加熱され（例えば、摩擦熱によって）、その場合には、ミルから離れる際に、粉状の殻（Schalenmehl）が約５％（±１％）の水量を有したままであるように、殻に含まれる水分の大部分は予め逃げる／蒸発する。
【００４０】
その後に、粉状の殻は、複数のゾーン、例えば図１に示す例では１２個のゾーンに区分される押し出し機３を経由する。
【００４１】
第１のゾーンでは、所定の粒子サイズ及び所定の（既知の）特性を有する既知の（konventionelles）プラスチック材料顆粒物（又は凝集物）例えばポリプロピレン（ＰＰ）が押し出し機に供給される。
【００４２】
例えばダブルスクリュ押し出し機の形状の押し出し機３の中で実際の混合操作が行われる。その場合に、ヒマワリの殻とプラスチック材料の割合は、所望の割合に調節され、例えば５０％対５０％、又は３５％の殻材料かつ６５％のプラスチック（殻材料は２０％〜７０％に、プラスチック材料は８０〜３０％に変更することが可能である）、そのため混合物は所望の割合で均質化及び混合される。
【００４３】
混合操作の間は、混合物（つまりヒマワリの粉状の殻及びプラスチックから生成された混合物）の温度が約１８０〜２２０℃（±１０℃）である。そのフェーズにおいて、混合物は流動性を有する。そのような温度では水分は殻材料又は混合物から更に逃れるし、そして材料の除湿又は乾燥が押し出し機の中で、例えば押し出し機の１個のゾーンの中で実行される大気雰囲気での脱気４によって及び減圧（真空）雰囲気での脱気５によっても、必要であれば更にゾーンの中でも、促進される。
【００４４】
それらのステップによって、殻材料が更に除湿されるのみならず、いくつかの条件の下で殻材料に存在したままの油及び油の脂肪成分がかなりの程度まで殻材料から除去され、そして吹き飛ばし又は吸引デバイスによって排空気と一緒に押し出し機から取り除かれる。
【００４５】
押し出し機の最後において、混合中の材料は、水面下式顆粒化器６を経由する。その場合において、水面下式顆粒化操作の水は、好ましくは５０℃を上回る温度であり、約８０〜９０℃（±５℃）の範囲の温度が特に適する。水面下式顆粒化ステップの熱式ペレット化操作において、押し出し機からの混合物の押し出し物が、回転ブレードによって細切れにされる（ペレット化される）。それは、水面下で行われる。上述のように、そのシチュエーションでは、混合物材料が最終的には水滴状（ドロップ）、ボール、レンズ、シリンダーなどの形状で存在するように、水は、ペレット化操作によって形成される混合物材料の個々の顆粒物のボディが引っ付き合うことを防止する。同時に、混合物材料は水面下式顆粒化操作において冷却されるが、水面下式顆粒化ステップの最後では約１３０℃（±１０℃）の温度のままである。
【００４６】
最終的には、ペレット化された混合物材料がドライヤに、図１に示すような遠心分離ドライヤ７に供され、そしてドライヤ７から排出される材料は、その時点で約０．２％（±０．０５％）の残留含水量を有したままの顆粒物である。その後に、材料は分級スクリーン８を経由し、そこでは大き過ぎるか又は小さ過ぎる顆粒物が材料の流れから除かれる。そのような仕方で分離された材料のボディは、後に混合プロセスに向けてリサイクルされる。従って、再使用可能である。
【００４７】
ドライヤ、図１に示す遠心分離ドライヤ７において、顆粒状の材料を遠心分離に投入することによって、水式ペレット化に起因して顆粒物のボディに付着した水が除去される。そこでは、顆粒物のボディは、スクリーンを用いて外側へ通過する水から分離される。除去される水が非常に小さい構成のバイオプラスチック混合顆粒物材料を含む場合には、必要であれば、水全体を循環式の水式ペレット化の回路へ向けてリサイクルできるようにして、それを清浄化することもできる。
【００４８】
しかしながら、この観点において、遠心分離ドライヤ７は、本質的にはバイオプラスチック顆粒物をその表面の水、つまり水式ペレット化操作に起因して顆粒物のボディを外側から湿らす水から分離するという目的に関連することが強調される。
【００４９】
遠心分離ドライヤから排出される際に、バイオプラスチック顆粒物は約０．２％（±０．１％）の（内部の）残留水分を有し、水式ペレット化操作によって供給される水を実質的に完全に含まない。
【００５０】
遠心分離ドライヤ７の後に、上述のように、バイオプラスチック顆粒物は分級スクリーン８を経由する。そこで、大き過ぎるか又は小さ過ぎる顆粒物が材料のフローから除去される。その仕方で分離された顆粒物（材料ボディ）は、後に混合プロセスに向けてリサイクルされる。従って、再使用可能である。リサイクルの際に、供給される材料は新たに生成される材料と一緒になって新しい顆粒物を形成し、そのため所望の顆粒物の寸法に対応する寸法になる。
【００５１】
最終的には、分級スクリーンステップの下流で、顆粒状の材料が螺旋状リフトコンベヤ（図２）の中へ移される。そこでは、１００℃を上回る温かさのままの顆粒状の材料が雰囲気（大気）に曝され、そしてその中では、最終的に螺旋状リフトコンベヤの最後で顆粒物の中に相対的水分量０．０５％の残留含水量が存在するように、材料の冷却及び顆粒物の更なる乾燥が行われる。
【００５２】
螺旋状リフトコンベヤセクションの最後において材料の温度は約５０〜７０℃のままであり、そして次に、その仕方で生産される本発明のバイオプラスチック顆粒物を、気密式に溶接されるバッグの中にパッケージすることができる。従って、本発明のバイオプラスチックのためのパッケージ材料、例えば気密式に溶接されるバッグは、本発明のバイオプラスチックのバッグの中での貯留の後ですら外部から顆粒物の中へ湿気が侵入できないように、外部からの湿気の侵入を阻止するバリア効果を奏するような観点で設計される。
【００５３】
水面下式顆粒化器と遠心分離ドライヤとの間のコンベヤセクションは、材料がそこに数秒間のみ、例えば５〜１５秒間滞在するように、出来る限り短くすることが強調されるべきである。それは、水面下式顆粒化器から遠心分離ドライヤへ出来る限りすばやく材料を供給するという利点を有する。
【００５４】
顆粒物に、つまり殻材料にも含まれる適切な水分成分（Feuchtigkeitsbestandteile）が存在するままでいる場合には、そこでの温度が１２０℃のとき、短時間内での更なる残留分乾燥操作（Resttrocknung）を行うという選択肢を追加することも本発明に必要になり、顆粒物の外側に付着した水を顆粒物の内部へ透過させず、顆粒物を過剰な程度に大幅に冷却させないことも特に重要である。
【００５５】
上述のように、大気雰囲気での脱気又は減圧雰囲気での脱気のいずれかによる、少なくとも１つの脱気ステップが押し出し機の中で実行される。上述のように、その場合、状況によっては殻材料に存在する油又は脂肪成分が殻材料から、そしてつまり生成中の混合物から除去される。その除去は、最終的に生産されるバイオプラスチック顆粒物の全体的な品質という視点において非常に有利である。そして第１の実験では、つまり、押し出し機の中での脱気操作によって殻材料に存在するままの油成分を殻材料から、そしてつまり混合物から実質的に除去することができた。「実質的に」は少なくとも５〜１０％を示し、特に減圧雰囲気での脱気の場合には、押し出し機の中での滞留時間を増加させることで、結果として本発明によって生産されるバイオプラスチック顆粒物が非常に低い含水量（上述の約０．０５％）のみしか有さないことのみならず、押し出し機の中での油／脂肪の除去に起因して、より低い油／脂肪成分しか有さないように、殻材料において除去される油の比率を３０〜５０％へ増加させることも可能であった。
【００５６】
ヒマワリの殻材料の中の油及び脂肪の比率は多くの要素、例えば、ヒマワリの殻材料の種類の選択、成熟度合いなどにも依存することが強調されるべきである。本発明の方法は、出発段階（収集段階：ausgangsseitiger）での殻材料内の油及び脂肪成分が異なるにもかかわらず、最終的に本発明のバイオプラスチック材料の最終的に所望される品質も、その目的のために実行しなければならないコストを高める手法を追加することなく、その油及び脂肪成分に関して達成されることを保証する。
【００５７】
本発明の方法によればバイオプラスチック顆粒物が提供され、該バイオプラスチック顆粒物は、所望の寸法のプラスチック製品を生産するために射出成形ツールに非常に良好に適用することができる。残留含水量が非常に低いという点で、射出成形ツールは優しくそして丁寧に扱われ、そして特に相応の（relevante）酸化にほとんど曝されない。
【００５８】
最終的に生産されるプラスチック製品は、バイオプラスチック顆粒物からこれまでに生産されたプラスチック製品よりも著しく良好な一流の均一な品質のものである。特に本発明のバイオプラスチック顆粒物は、典型的なプラスチックのパラメータに関して、特に弾性係数、切欠衝撃強さ、表面平滑性などに関して一流の品質のプラスチック製品を製造するために使用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１    ヒマワリペレット
２    ミル
３    押し出し機
４    大気雰囲気での脱気
５    減圧雰囲気での脱気
６    水面下式顆粒化器
７    遠心分離ドライヤ（乾燥器）
８    分級スクリーン
９    螺旋状リフトコンベヤ（冷却乾燥器）
【図１】
2019529635.tif 000003
【図２】
2019529635.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月16日(2019.8.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒマワリの種殻ないし種外皮に基づいてバイオプラスチック顆粒物を生産する方法であって、
挽いたヒマワリの種殻／種外皮材料を提供することを含み、ここで粒子サイズは３ｍｍ以下の範囲内であり、
プラスチック材料を提供することを含み、
ヒマワリの種殻／種外皮材料とプラスチック材料とを混合することを含み、ここで混合操作は、押し出し機（３）の中で行われ、そして、混合された材料を冷却するために、押し出し機の最後において水の添加を含むツールを用いて混合された材料がペレット化され、ここで水は５０℃を上回る温度であり、
ここで、混合操作の間に、混合中の材料が大気雰囲気での脱気（４）及び／又は減圧雰囲気での脱気（５）に供され、
混合された材料が冷却乾燥器すなわち螺旋状リフトコンベヤ（９）に供され、ここで前記雰囲気内での混合顆粒物の滞留時間が所定の期間に設定され、そして混合顆粒物が１００℃を上回る温度で螺旋状リフトコンベヤに供され、かつプラスチック顆粒物が１００℃未満の温度で螺旋状リフトコンベヤから離れ、そして
混合操作の前に、すなわちミル内での粉砕の間に、殻材料（１）が第１の量を乾燥によって減量され、ここで第２の乾燥操作が混合操作の間に実行され、そして、
生産されるバイオプラスチック顆粒物が、１％を顕著に下回る残留含水量を有するように、第３の乾燥操作が冷却乾燥器の中で行われる、
方法。
【請求項２】
螺旋状リフトコンベヤ内での前記顆粒物の滞留時間が約４〜８分間である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
押し出し機（３）から離れた後、かつ、水式ペレット化操作（Wasserabschlags）の後の混合された材料が乾燥器（７）に供され、そして、水式ペッレット化操作（Wasserabschlag）に起因して顆粒物に付着した水が除去され、ここで、混合物が約１２０〜１３０℃の温度の範囲内であり、乾燥器（７）の最後において０．２％（±０．１％）の相対的含水量をなお有する混合物、つまりバイオプラスチック顆粒物が存在する、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
混合されている顆粒物の螺旋状リフトコンベヤへの搬送の前に、材料が分級スクリーン（８）へ搬送される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
押し出し機（３）が複数のゾーンに区分されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
提供される既知の（konventionelle）プラスチック顆粒物が、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ又は他の公知のプラスチック材料であり、混合プロセスに供されるものが顆粒状、凝集状又は同様の形状である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記挽いたヒマワリの種殻／種外皮材料の粒子サイズは、０．０１〜１ｍｍの範囲内、又は０．１〜０．３ｍｍの範囲内である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
押し出し機の最後において添加される水の温度が約８０〜９０℃である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記顆粒物が螺旋状リフトコンベヤに約１３０℃で供される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
プラスチック顆粒物が５０〜７０℃で螺旋状リフトコンベヤから離れる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第２の乾燥操作が、押し出し機の中で大気雰囲気及び／又は減圧雰囲気での脱気の間に実行される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
生産されるバイオプラスチック顆粒物が、０．１％未満又は約０．０５％の残留含水量を有するように、第３の乾燥操作が行われる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒマワリの種殻／種外皮材料と、プラスチック材料とに基づいてバイオプラスチック顆粒物を生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術はＷＯ２０１４／１８４２７３及び該文献の中で言及された全ての技術分野、特にＷＯ２０１３／０７２１４６に対して向けられる。背景技術は、文献ＤＥ１０  ２０１２  １０４  ３７５、ＥＰ２  ５６５  ００４及びＤＥ６９９  １０  ６１２に対して更に向けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１４／１８４２７３号
【特許文献２】ＷＯ２０１３／０７２１４６号
【特許文献３】ＤＥ１０  ２０１２  １０４  ３７５号
【特許文献４】ＥＰ２  ５６５  ００４号
【特許文献５】ＤＥ６９９  １０  ６１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
背景技術から知られる技術を用いた更なる処理、特に射出成形、押し出し成形などに関連するバイオ材料顆粒物（Biowerkstoffgranulats）の使用は、最高レベルの満足度に到達することが不可能であることが分かっている。背景技術から知られる顆粒物を使用する場合に、射出成形ツールは高い度合いのツール自体の酸化（錆びつき）に曝され、そのため射出成形ツール内で生産されるプラスチック製品は部分的に欠損し得るか、又は条件によって寸法精度における非常に高いレベルの変化を有し得る。
その観点において本発明は、非常に低いレベルの残留水分を有しつつ生産されるバイオプラスチック顆粒物を利用可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の課題は、請求項１に記載の方法によって解決される。有利な発展形態は従属請求項に記載され、並びに本出願の全体的な開示の中に記載される。
本発明の第１の視点において、
ヒマワリの種殻ないし種外皮に基づいてバイオプラスチック顆粒物を生産する方法が提供される。該方法は、
挽いたヒマワリの種殻／種外皮材料を提供することを含み、ここで粒子サイズは３ｍｍ以下の範囲内であり、
プラスチック材料を提供することを含み、
ヒマワリの種殻／種外皮材料とプラスチック材料とを混合することを含み、ここで混合操作は、押し出し機の中で行われ、そして、混合された材料を冷却するために、押し出し機の最後において水の添加を含むツールを用いて混合された材料がペレット化され、ここで水は５０℃を上回る温度であり、
ここで、混合操作の間に、混合中の材料が大気雰囲気での脱気及び／又は減圧雰囲気での脱気に供され、
混合された材料が冷却乾燥器すなわち螺旋状リフトコンベヤに供され、ここで前記雰囲気内での混合顆粒物の滞留時間が所定の期間に設定され、そして混合顆粒物が１００℃を上回る温度で螺旋状リフトコンベヤに供され、かつプラスチック顆粒物が１００℃未満の温度で螺旋状リフトコンベヤから離れ、そして
混合操作の前に、すなわちミル内での粉砕の間に、殻材料が第１の量を乾燥によって減量され、ここで第２の乾燥操作が混合操作の間に実行され、そして、
生産されるバイオプラスチック顆粒物が、１％を顕著に下回る残留含水量を有するように、第３の乾燥操作が冷却乾燥器の中で行われる。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものに過ぎず、本発明を図示の態様に限定することは意図していない。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、非常に低いレベルの残留水分を有しつつ生産されるバイオプラスチック顆粒物を利用可能にする。ここで残留水分は１％（重量パーセント）を顕著に下回り、好ましくは０．５％未満ですらあり、そして特に好ましくは０．１％未満である。例えば、０．０２〜０．０６％の値、例えば０．０５％が、最適であることが分かっている。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
使用されるヒマワリの種殻材料が出発段階（収集段階：ausgangsseitiger）で８〜１０％の範囲内の含水量（ヒマワリの種類、収穫条件、貯留条件などに依存する）を有することを考慮すると、使用されるヒマワリ殻材料を非常に低い残留含水量まで予め乾燥させることは明らかに想到可能であろうが、ドライヤを用いたこの目的のための労力及び乾燥操作のためのエネルギーは非常に高く、従って経済的ではない。
【０００８】
従って、本発明では、殻材料（以下「殻材料」の語は種殻材料ないし種外皮材料を代表とするものとする）の処理又は混合の間の実質的に３ステップの中で顆粒状の材料の残留含水量を所望のターゲット値に設定することを提案する。ここで第１の顕著な乾燥操作は、ヒマワリ殻材料の粉砕の際に予め行われる。次に、第２の乾燥操作が混合ステップの間に行われる。そして、次に、非常に高温のままのヒマワリ殻材料／プラスチック混合物を所定の時間の間、材料の乾燥を促進する自然な空気雰囲気又は人工的な雰囲気に曝露することによって、第３の乾燥フェーズが混合ステップの後に行われる。
【０００９】
ヒマワリ殻の繊維の所望の粒子サイズへの粉砕操作、つまり破砕操作の間に、ヒマワリ殻材料は高い度合いの摩擦に曝され、結果として殻材料も相応して、特に、粉砕プロセスにおいて熱エネルギーが外部から追加的に供給される場合にも、例えば３０〜１００℃の範囲内の温度（ただし１００℃を上回る温度も適用可能である）まで加熱される。
【００１０】
この仕方において、特に粉砕操作によって加湿される空気が連続的に吸い出され、その結果ヒマワリ殻材料内の水分に対する顕著な寄与が排除されるので、第１の顕著な乾燥ステップが予め行われる。つまり、乾燥操作においては、乾燥は外部からの熱エネルギーの供給無しに行われる。この態様は明らかに実現可能である。そして本発明によれば状況に応じて行われるが、そのような外部からの熱エネルギーの供給は粉砕操作に関する追加のコストも必要とする。
【００１１】
ヒマワリ殻材料の粉砕乾燥ステップの間に、１０％の水分の推定出発値を６〜４％予め低減させることが確かに可能であり、これは粉砕乾燥操作の後の殻材料内の残留含水量が４〜６％の範囲内、例えば５％であることを意味する。
【００１２】
ヒマワリ殻材料の所望のプラスチック材料との混合の間に、含水量は更に減少する（混合操作は好ましくは混合押し出し機、例えばダブルスクリュ押し出し機の中で行われ、ヒマワリ殻材料が所望の割合、例えば５０：５０、４０：６０、３５：６５、６５：３５など（何が望まれているかに依存する）でプラスチック材料と一緒にされ、均質化又は混ぜ合わされる）。混合は、＞１００℃の温度で行わなければならない。
【００１３】
混合操作の一部は材料の顆粒化であり、混合された材料を混合操作の最後に、熱式ペレット化操作（Heissabschlag）を行うことよってボールの形状又はレンズ型に成形すること、又は冷式ペレット化（Kaltabschlags）の場合には混合された材料をシリンダーの形状に成形することを意味する。
【００１４】
熱式ペレット化において、押し出し物（ヒマワリ種かす（Sonnenblumenschalenmehl）及びプラスチックの顆粒物を含む）は、上側に水が流れる（水がオーバーフローする：ueberstroemtes）ブレードを回転させることによって、ノズルの直接的下流において「細切れ（abgehackt）」（ペレット化：abgeschlagen）にされる。その場合に、回転ブレードは水面下にある。その状況において、水は、個々の顆粒物のボディ、すなわちボール、レンズ又はシリンダーなどが引っ付き合うことを防止し、そのようにしながら材料を所望の温度まで冷却する。ほとんどの場合において水が冷却のために使用されるが、しかしながらその代わりに空気又は他のガス又は他の液体を使用することも可能である（正しい冷却材の選択は、特に材料にも依存するし又は各々の利用可能性にも依存するが、冷却材と押し出し物の材料の相性にも依存する）。
【００１５】
本発明によれば、ペレット化操作における水（すなわち冷却材）は、５０℃を上回る温度であることが好ましく、約８０〜９０℃（±５℃）の温度が特に適する。
【００１６】
押し出し機の中で混合中の混合物は約１８０〜２２０℃の温度であり、そのため実質的に液状（quasi fluessig）であり、相対的に高い水温であるにもかかわらず第１の冷却操作が水面下でのペレット化の間に予め行われる。その際に、顆粒状の材料（混合物）自体が１００℃未満の温度まで冷却されておらず、水温よりも顕著に高い温度、例えば約１３０〜１５０℃に保たれる。
【００１７】
その結果、殻材料に存在したままであり、そのため混合物材料の中に存在する更なる残留水分が、混合操作の後に、バイオプラスチックから逃げることができる。
【００１８】
いくつかの条件の下では、混合されたバイオプラスチック顆粒物の気孔（Poren）が未だ完全に閉じられていないので、又は個々の繊維が顆粒物から外側へ突出しているので、キャピラリー作用のおかげで残留水分が繊維から逃れることができる。顆粒物のボディの表面下に存在したままの残留水分は材料を通過することができ、顆粒物のボディからの残留水分の除去を促進するので、それは起こり得る。
【００１９】
乾燥操作をサポートするために、押し出し機の中での水式ペレット化（Wasserabschlag）の前に脱気操作が行われ、脱気は単一のステップ又は２以上のステップの何れかにおいても行われ得る。
【００２０】
実験によれば、混合された顆粒状の材料が押し出し機の排出口において（水式ペレット化の際に）約０．１〜０．５％、好ましくは約０．０８〜０．２％の残留含水量を有するように、最初に実行される大気雰囲気での脱気において、そして次の第２のステップにおける再度の減圧雰囲気での脱気においても、殻材料の中の残留含水量が著しく減少することも示された。
【００２１】
水式ペレット化操作の後では、顆粒物のボディは外側が水で湿っている。顆粒物のボディを相対的に高い速度での遠心分離に供することによって、及び顆粒物のボディに付着した水がスクリーン（網）を通って外側へ通過して流れ去る間、顆粒物のボディをその上流でスクリーンを用いて保持することによって、表面の水の除去がドライヤにおいて、好ましくは遠心分離ドライヤにおいて行われる。
【００２２】
いくつかの条件の下では、必要であれば、水からその中に見出されるバイオプラスチック顆粒物の組成要素を取り出すために、除去された水を清浄化（gereinigt）する。本発明のバイオプラスチック顆粒物の生産のための全体的な水の消費量も最小化できるように、その仕方で処理される水は、押し出し機の中で水式ペレット化のために再使用することができる。
【００２３】
最終的には混合した材料は、ドライヤすなわち例えば遠心分離ドライヤを離れた後に、更なる乾燥器、より具体的には好ましくは螺旋状リフトコンベヤを経由し、混合した顆粒物のその雰囲気内での滞留時間は、次の段階で混合した顆粒物をパッケージできるようにする前の所望の時間に設定される。
【００２４】
その際、システムは好ましくは、混合した顆粒物が、１００℃を上回る温度、好ましくは約１３０℃の螺旋状リフトコンベヤ（Wendelhubfoerderstrecke）のセクションを経由し、そしてそれを離れる際に材料の温度が約５０〜７０℃のままであるように調節される。ここで螺旋状リフトコンベヤにおける最後の冷却ステップは、螺旋状リフトコンベヤの底へ特定の及びターゲットされた様式で導入される冷却材、例えば水によって行うことができる。
【００２５】
螺旋状リフトコンベヤのセクションの最後に、残留含水量を、最終的には約０．０５％（以下）の所望のターゲット値に到達させることができる。
【００２６】
本発明の方法では、経済的に合理的な条件の下で、特にエネルギーリソースを入念に節約しつつ、最終的にパッケージされた混合顆粒物における０．０５％の残留含水量を又はそれ未満ですら達成することが可能である。
【００２７】
それは、射出成形機、押し出し機又は回転式鋳造プレス技術における加工処理、熱成形処理、深絞り処理などにおいて、この材料を処理ツール（例えば射出成形モールド）に対して容易に適用でき、そして、特に加工処理ツール、例えば射出成形モールドなどにおいて所望しない酸化が生じず、また最終的には混合顆粒物から生産される直接的な製品の品質も顕著により均一になり従ってより良い品質になる、という利点を有する。
【００２８】
脱気操作において、特に大気雰囲気及び／又は減圧雰囲気での脱気の際に、いくつかの条件の下では殻材料に付着したままである残留油組成を、混合顆粒物から部分的に遊離できることもわかった。
【００２９】
更に、減圧（ないし真空）雰囲気での脱気操作は、ヒマワリ殻材料の中に特に残留する他の揮発性の成分（例えばＶＯＣ−揮発性有機成分）を遊離させて除去することもでき、結果としてバイオプラスチック顆粒物の品質が更に改善される。
【００３０】
本発明は、特に、混合プロセスにおいて約８０〜９０℃の温水を用いてペレット化することにって、従来技術のようにヒマワリ殻／プラスチック顆粒物を１００℃を顕著に下回る温度まで冷却せずに、意図的に１００℃を上回る温度レベル、好ましくは約１３０℃に保つことを実現することに基づく。
【００３１】
それは、ご存じのとおり、水温は沸点を上回り非常に急速に蒸発するが、その一方でそのような温度ではプラスチック材料は未だ完全に固化されていないため、水分を殻材料から更に逃がすことができるので、所望の度合いの水分除去を達成できるように、挽いた殻材料、つまりバイオプラスチック顆粒物のボディに存在する残留水分を顆粒物のボディから更に逃すことができるという利点を有する。
【００３２】
混合した顆粒状の材料内の残留含水量を０．０５％よりも更に減少させたい場合には、螺旋状リフトコンベヤ内への顆粒物の侵入温度をより高レベルに設定すること、及び／又は、螺旋状リフトコンベヤ内での滞留時間を延長すること、及び／又は、上述のものよりも長い時間材料が１００℃を上回る温度で保持されるように螺旋状リフトコンベヤのコンベヤセクションに更なる熱を供給することのいずれかによって実現可能である。押し出し機の中でより効率が良い乾燥操作を実行することで、例えば、押し出し機のセクションの長さを延長することによっても実現可能であろう。
【００３３】
混合したプラスチックの顆粒物が５０℃以下の温度であると直ぐに、残留水分は材料からほとんど離れることができない。
【００３４】
最終的には、本発明の方法は、実質的に３ステップで所望の残留含水量まで乾燥させることを提供する。混合フェーズの間の乾燥ステップは、更なる乾燥効果のみならず、上述のように殻材料に付着するか又はその中に取り込まれている油成分（又は揮発性成分）を除去することに適する。
【００３５】
本発明は、図面に示される例の仕方による実施形態として以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明のバイオプラスチック顆粒物を生産するための手順又は構造の第１部分に関する第１の概観を示す。
【図２】図２は、生産されるバイオプラスチック顆粒物のパッケージングまでの第２部分を示す。
【００３７】
図１から、先ずヒマワリペレット１がシステムに供給されることが分かるだろう。その点において、ヒマワリペレットは殻剥ぎヒマワリ種子の殻であり、それらの殻はペレットを形成するように押し潰され／圧縮される。
【００３８】
その際にヒマワリの殻に含まれる水分率は約１０％のままであるが、上述のように種類、収穫条件、成熟度合い、貯留条件などによって、より具体的には±２〜３％、変動し得る。次に、ヒマワリペレットはミル２に供給され、そこでヒマワリの殻材料は所望の粒子サイズまで粉砕される。
【００３９】
粉砕操作の間に殻材料は加熱され（例えば、摩擦熱によって）、その場合には、ミルから離れる際に、粉状の殻（Schalenmehl）が約５％（±１％）の水量を有したままであるように、殻に含まれる水分の大部分は予め逃げる／蒸発する。
【００４０】
その後に、粉状の殻は、複数のゾーン、例えば図１に示す例では１２個のゾーンに区分される押し出し機３を経由する。
【００４１】
第１のゾーンでは、所定の粒子サイズ及び所定の（既知の）特性を有する既知の（konventionelles）プラスチック材料顆粒物（又は凝集物）例えばポリプロピレン（ＰＰ）が押し出し機に供給される。
【００４２】
例えばダブルスクリュ押し出し機の形状の押し出し機３の中で実際の混合操作が行われる。その場合に、ヒマワリの殻とプラスチック材料の割合は、所望の割合に調節され、例えば５０％対５０％、又は３５％の殻材料かつ６５％のプラスチック（殻材料は２０％〜７０％に、プラスチック材料は８０〜３０％に変更することが可能である）、そのため混合物は所望の割合で均質化及び混合される。
【００４３】
混合操作の間は、混合物（つまりヒマワリの粉状の殻及びプラスチックから生成された混合物）の温度が約１８０〜２２０℃（±１０℃）である。そのフェーズにおいて、混合物は流動性を有する。そのような温度では水分は殻材料又は混合物から更に逃れるし、そして材料の除湿又は乾燥が押し出し機の中で、例えば押し出し機の１個のゾーンの中で実行される大気雰囲気での脱気４によって及び減圧（真空）雰囲気での脱気５によっても、必要であれば更にゾーンの中でも、促進される。
【００４４】
それらのステップによって、殻材料が更に除湿されるのみならず、いくつかの条件の下で殻材料に存在したままの油及び油の脂肪成分がかなりの程度まで殻材料から除去され、そして吹き飛ばし又は吸引デバイスによって排空気と一緒に押し出し機から取り除かれる。
【００４５】
押し出し機の最後において、混合中の材料は、水面下式顆粒化器６を経由する。その場合において、水面下式顆粒化操作の水は、好ましくは５０℃を上回る温度であり、約８０〜９０℃（±５℃）の範囲の温度が特に適する。水面下式顆粒化ステップの熱式ペレット化操作において、押し出し機からの混合物の押し出し物が、回転ブレードによって細切れにされる（ペレット化される）。それは、水面下で行われる。上述のように、そのシチュエーションでは、混合物材料が最終的には水滴状（ドロップ）、ボール、レンズ、シリンダーなどの形状で存在するように、水は、ペレット化操作によって形成される混合物材料の個々の顆粒物のボディが引っ付き合うことを防止する。同時に、混合物材料は水面下式顆粒化操作において冷却されるが、水面下式顆粒化ステップの最後では約１３０℃（±１０℃）の温度のままである。
【００４６】
最終的には、ペレット化された混合物材料がドライヤに、図１に示すような遠心分離ドライヤ７に供され、そしてドライヤ７から排出される材料は、その時点で約０．２％（±０．０５％）の残留含水量を有したままの顆粒物である。その後に、材料は分級スクリーン８を経由し、そこでは大き過ぎるか又は小さ過ぎる顆粒物が材料の流れから除かれる。そのような仕方で分離された材料のボディは、後に混合プロセスに向けてリサイクルされる。従って、再使用可能である。
【００４７】
ドライヤ、図１に示す遠心分離ドライヤ７において、顆粒状の材料を遠心分離に投入することによって、水式ペレット化に起因して顆粒物のボディに付着した水が除去される。そこでは、顆粒物のボディは、スクリーンを用いて外側へ通過する水から分離される。除去される水が非常に小さい構成のバイオプラスチック混合顆粒物材料を含む場合には、必要であれば、水全体を循環式の水式ペレット化の回路へ向けてリサイクルできるようにして、それを清浄化することもできる。
【００４８】
しかしながら、この観点において、遠心分離ドライヤ７は、本質的にはバイオプラスチック顆粒物をその表面の水、つまり水式ペレット化操作に起因して顆粒物のボディを外側から湿らす水から分離するという目的に関連することが強調される。
【００４９】
遠心分離ドライヤから排出される際に、バイオプラスチック顆粒物は約０．２％（±０．１％）の（内部の）残留水分を有し、水式ペレット化操作によって供給される水を実質的に完全に含まない。
【００５０】
遠心分離ドライヤ７の後に、上述のように、バイオプラスチック顆粒物は分級スクリーン８を経由する。そこで、大き過ぎるか又は小さ過ぎる顆粒物が材料のフローから除去される。その仕方で分離された顆粒物（材料ボディ）は、後に混合プロセスに向けてリサイクルされる。従って、再使用可能である。リサイクルの際に、供給される材料は新たに生成される材料と一緒になって新しい顆粒物を形成し、そのため所望の顆粒物の寸法に対応する寸法になる。
【００５１】
最終的には、分級スクリーンステップの下流で、顆粒状の材料が螺旋状リフトコンベヤ（図２）の中へ移される。そこでは、１００℃を上回る温かさのままの顆粒状の材料が雰囲気（大気）に曝され、そしてその中では、最終的に螺旋状リフトコンベヤの最後で顆粒物の中に相対的水分量０．０５％の残留含水量が存在するように、材料の冷却及び顆粒物の更なる乾燥が行われる。
【００５２】
螺旋状リフトコンベヤセクションの最後において材料の温度は約５０〜７０℃のままであり、そして次に、その仕方で生産される本発明のバイオプラスチック顆粒物を、気密式に溶接されるバッグの中にパッケージすることができる。従って、本発明のバイオプラスチックのためのパッケージ材料、例えば気密式に溶接されるバッグは、本発明のバイオプラスチックのバッグの中での貯留の後ですら外部から顆粒物の中へ湿気が侵入できないように、外部からの湿気の侵入を阻止するバリア効果を奏するような観点で設計される。
【００５３】
水面下式顆粒化器と遠心分離ドライヤとの間のコンベヤセクションは、材料がそこに数秒間のみ、例えば５〜１５秒間滞在するように、出来る限り短くすることが強調されるべきである。それは、水面下式顆粒化器から遠心分離ドライヤへ出来る限りすばやく材料を供給するという利点を有する。
【００５４】
顆粒物に、つまり殻材料にも含まれる適切な水分成分（Feuchtigkeitsbestandteile）が存在するままでいる場合には、そこでの温度が１２０℃のとき、短時間内での更なる残留分乾燥操作（Resttrocknung）を行うという選択肢を追加することも本発明に必要になり、顆粒物の外側に付着した水を顆粒物の内部へ透過させず、顆粒物を過剰な程度に大幅に冷却させないことも特に重要である。
【００５５】
上述のように、大気雰囲気での脱気又は減圧雰囲気での脱気のいずれかによる、少なくとも１つの脱気ステップが押し出し機の中で実行される。上述のように、その場合、状況によっては殻材料に存在する油又は脂肪成分が殻材料から、そしてつまり生成中の混合物から除去される。その除去は、最終的に生産されるバイオプラスチック顆粒物の全体的な品質という視点において非常に有利である。そして第１の実験では、つまり、押し出し機の中での脱気操作によって殻材料に存在するままの油成分を殻材料から、そしてつまり混合物から実質的に除去することができた。「実質的に」は少なくとも５〜１０％を示し、特に減圧雰囲気での脱気の場合には、押し出し機の中での滞留時間を増加させることで、結果として本発明によって生産されるバイオプラスチック顆粒物が非常に低い含水量（上述の約０．０５％）のみしか有さないことのみならず、押し出し機の中での油／脂肪の除去に起因して、より低い油／脂肪成分しか有さないように、殻材料において除去される油の比率を３０〜５０％へ増加させることも可能であった。
【００５６】
ヒマワリの殻材料の中の油及び脂肪の比率は多くの要素、例えば、ヒマワリの殻材料の種類の選択、成熟度合いなどにも依存することが強調されるべきである。本発明の方法は、出発段階（収集段階：ausgangsseitiger）での殻材料内の油及び脂肪成分が異なるにもかかわらず、最終的に本発明のバイオプラスチック材料の最終的に所望される品質も、その目的のために実行しなければならないコストを高める手法を追加することなく、その油及び脂肪成分に関して達成されることを保証する。
【００５７】
本発明の方法によればバイオプラスチック顆粒物が提供され、該バイオプラスチック顆粒物は、所望の寸法のプラスチック製品を生産するために射出成形ツールに非常に良好に適用することができる。残留含水量が非常に低いという点で、射出成形ツールは優しくそして丁寧に扱われ、そして特に相応の（relevante）酸化にほとんど曝されない。
【００５８】
最終的に生産されるプラスチック製品は、バイオプラスチック顆粒物からこれまでに生産されたプラスチック製品よりも著しく良好な一流の均一な品質のものである。特に本発明のバイオプラスチック顆粒物は、典型的なプラスチックのパラメータに関して、特に弾性係数、切欠衝撃強さ、表面平滑性などに関して一流の品質のプラスチック製品を製造するために使用することができる。
【００５９】
本発明によれば、以下の形態が可能である。
（形態１）
ヒマワリの種殻ないし種外皮に基づいてバイオプラスチック顆粒物を生産する方法であって、
挽いたヒマワリの種殻／種外皮材料を提供することを含み、ここで粒子サイズは３ｍｍ以下の範囲内、好ましくは０．０１〜１ｍｍの範囲内、好ましくは０．１〜０．３ｍｍの範囲内であり、
プラスチック材料を提供することを含み、
ヒマワリの種殻／種外皮材料とプラスチック材料とを混合することを含み、ここで混合操作は、好ましくは押し出し機の中で、好ましくはダブルスクリュ押し出し機の中で行われ、そして、混合された材料を冷却するために、押し出し機の最後において水の添加を含むツールを用いて混合された材料がペレット化され、ここで水は好ましくは５０℃を上回る温度、好ましくは約８０〜９０℃であり、
ここで、混合操作の間に、混合中の材料が大気雰囲気での脱気及び／又は減圧雰囲気での脱気に供され、
混合された材料が冷却乾燥器、好ましくは螺旋状リフトコンベヤに供され、ここで前記雰囲気内での混合顆粒物の滞留時間が所定の期間に設定され、そして混合顆粒物が１００℃を上回る温度で、好ましくは約１３０℃で螺旋状リフトコンベヤに供され、かつプラスチック顆粒物が１００℃未満の温度、好ましくは約５０〜７０℃で螺旋状リフトコンベヤから離れ、そして
混合操作の前に、好ましくはミル内での粉砕の間に、殻材料が第１の量を乾燥によって減量され、ここで第２の乾燥操作が混合操作の間に、特に押し出し機の中での大気雰囲気及び／又は減圧雰囲気での脱気の間に実行され、そして、
生産されるバイオプラスチック顆粒物が、１％を顕著に下回る残留含水量、好ましくは０．１％未満、好ましくは約０．０５％の残留含水量を有するように、第３の乾燥操作が螺旋状リフトコンベヤ、つまり冷却乾燥器の中で行われる、
方法。
（形態２）
螺旋状リフトコンベヤ内での前記顆粒物の滞留時間が好ましくは約４〜８分間、特に好ましくは５〜７分間である好ましくは形態１に記載の方法。
（形態３）
押し出し機から離れた後、かつ、水式ペレット化操作（Wasserabschlags）の後の混合された材料が乾燥器、例えば遠心分離ドライヤに供され、そして、水式ペレット化操作（Wasserabschlag）に起因して顆粒物に付着した水が除去され、ここで、混合物が約１２０〜１３０℃の温度の範囲内であり、乾燥器の最後において約０．２％（±０．１％）の相対的含水量をなお有する混合物、つまりバイオプラスチック粒物が存在する、
好ましくは形態１又は２に記載の方法。
（形態４）
混合されている顆粒物の螺旋状リフトコンベヤへの搬送の前に、材料が分級スクリーンへ搬送される、好ましくは形態１〜３のいずれか１に記載の方法。
（形態５）
押し出し機が複数のゾーンに区分されている、好ましくは形態１〜４のいずれか１に記載の方法。
（形態６）
提供される既知の（konventionelle）プラスチック顆粒物が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＡＢＳ又は他の公知のプラスチック材料であり、混合プロセスに供されるものが、好ましくは、顆粒状、凝集状又は同様の形状である、好ましくは形態１〜５のいずれか１に記載の方法。
【００６０】
本発明において、さらに以下の形態が可能である。
（形態１）
第１の視点に記載のとおり。
（形態２）
螺旋状リフトコンベヤ内での前記顆粒物の滞留時間が約４〜８分間である好ましくは形態１に記載の方法。
（形態３）
押し出し機から離れた後、かつ、水式ペレット化操作（Wasserabschlags）の後の混合された材料が乾燥器に供され、そして、水式ペッレット化操作（Wasserabschlag）に起因して顆粒物に付着した水が除去され、ここで、混合物が約１２０〜１３０℃の温度の範囲内であり、乾燥器の最後において０．２％（±０．１％）の相対的含水量をなお有する混合物、つまりバイオプラスチック顆粒物が存在する、
好ましくは形態１又は２に記載の方法。
（形態４）
混合されている顆粒物の螺旋状リフトコンベヤへの搬送の前に、材料が分級スクリーンへ搬送される、好ましくは形態１〜３のいずれか１に記載の方法。
（形態５）
押し出し機が複数のゾーンに区分されている、好ましくは形態１〜４のいずれか１に記載の方法。
（形態６）
提供される既知の（konventionelle）プラスチック顆粒物が、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ又は他の公知のプラスチック材料であり、混合プロセスに供されるものが顆粒状、凝集状又は同様の形状である、好ましくは形態１〜５のいずれか１に記載の方法。
（形態７）
前記挽いたヒマワリの種殻／種外皮材料の粒子サイズは、０．０１〜１ｍｍの範囲内、又は０．１〜０．３ｍｍの範囲内である、好ましくは形態１〜６のいずれか１に記載の方法。
（形態８）
押し出し機の最後において添加される水の温度が約８０〜９０℃である、好ましくは形態１〜７のいずれか１に記載の方法。
（形態９）
前記混合された材料が螺旋状リフトコンベヤに約１３０℃で供される、好ましくは形態１〜８のいずれか１に記載の方法。
（形態１０）
プラスチック顆粒物が５０〜７０℃で螺旋状リフトコンベヤから離れる、好ましくは形態１〜９のいずれか１に記載の方法。
（形態１１）
第２の乾燥操作が、押し出し機の中で大気雰囲気及び／又は減圧雰囲気での脱気の間に実行される、形態１〜１０のいずれか１に記載の方法。
（形態１２）
生産されるバイオプラスチック顆粒物が、０．１％未満又は約０．０５％の残留含水量を有するように、第３の乾燥操作が行われる、好ましくは形態１〜１１のいずれか１に記載の方法。
【符号の説明】
【００６１】
１    ヒマワリペレット
２    ミル
３    押し出し機
４    大気雰囲気での脱気
５    減圧雰囲気での脱気
６    水面下式顆粒化器
７    遠心分離ドライヤ（乾燥器）
８    分級スクリーン
９    螺旋状リフトコンベヤ（冷却乾燥器）
【国際調査報告】
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